1 引言

　　隨著汽車業、軍工及重工等行業的飛速發展，這些行業中的三維鈑金零部件和特殊型材的切割加工呈現小批量化、多樣化、高精度化的趨勢。工業機器人和光纖激光所組成的機器人激光切割系統一方面具有工業機器人的特點，能夠自由、靈活的實現各種復雜三維曲線加工軌跡，另一方面采用柔韌性好、能夠遠距離傳輸激光光纖作為傳輸介質，不會對機器人的運動路徑產生限制作用。相對于傳統的加工方法，機器人激光切割系統在滿足性要求的同時，能很好地提高整個激光切割系統的柔性，占用更少的空間，具有更高的經濟性和競爭力。

　　2 ABB機器人相關技術

　　與點焊、搬運等運動控制所不同的是，激光切割是基于連續工藝狀態下的運動控制，除了要求機器人具有較高的運動點的精度和重復定位精度外，還對機器人運動的軌跡即機器人的直線和圓弧軌跡插補的精度提出了很高的要求。激光切割中的倒角切割和小圓切割的精度和穩定性能夠很好的衡量機器人的運動控制能力。ABB利用自身強大的研發實力開發了一系列的高端技術，來滿足市場的需求。所開發的True Move和Quick Move技術能夠很好地解決高速情況下倒角切割的精度問題，Advanced Shape Tuning和Wrist Move技術則能夠很好地解決小圓切割的精度問題。同時，結合ABB的離線編程仿真軟件Robot Studio和良好的人機交互接口Flexpendant及人機界面，使得整個激光切割系統在滿足客戶技術要求的前提下，容易操作及管理。

　　2.1 True Move和Quick Move技術

　　如圖1所示，傳統機器人在低速情況下實際路徑與編程路徑相吻合，但是在高速情況下做轉彎運動時，實際路徑就會偏離編程路徑。基于高級前饋伺服控制技術的True Move極大的提升了運動控制精度，解決了機器人在高速情況下實際運動路徑偏離編程路徑的問題，真正實現了所編即所得。

　　如圖2所示，傳統機器人在速度上升和下降的過程中加速度保持不變，相應的完成一個動作節拍的時間也較長。基于高級動力模型控制技術的Quick Move可以控制機器人的加減速度和穩定速度，通過使機器人任意時刻的加速度化來減少動作節拍時間。

　　2.2 Advanced Shape Tuning和Wrist Move技術

　　ABB開發的Advanced Shape Tuning軟件能夠補償機器人軸摩擦力功能，對機器人在走復雜的三維切割路徑時的微小抖動、共振等情況做及時、的補償。這些功能包含在機器人的選項中，應用時客戶只需要調用相應的功能模塊，機器人就能根據指令重復走所編程的路徑并且自動獲得各個軸的摩擦參數。

　　Wrist Move是使機器人在切割時1、2、3軸不動，只有機器人運動末端4、5、6軸進行運動，這就避免了1、2、3軸運動時軸摩擦力對小圓切割路徑造成的不良影響。

　　2.3 離線編程仿真和人機交互接口

　　Robot Studio是ABB開發的離線編程與仿真軟件，可在電腦上完成幾乎所有的機器人編程與仿真。如圖3所示，通過Robot Studio能夠實現十分逼真的模擬，并且所用的均為實際使用的機器人程序和配置文件。配合ABB Absolute Accuracy校正系統，可以使模擬結果達到很高的精度。Robot Studio還可方便地導入IGES、STEP、CATIA等主流CAD格式數據，然后依據這些的數據編制機器人程序。使用軟件中的AutoPath功能，僅在數分鐘之內便可自動生成跟蹤加工曲線所需要的機器人位置(路徑)，很好地解決了激光切割中復雜切割曲線無法通過示教產生的問題，大大節約了編程時間。

　　ABB機器人采用觸摸屏式的示教器FlexPendent，配合示教器上的搖桿和簡潔的按鍵設計，使用十分方便。同時，ABB新開發的專用切割操作軟件具有良好的激光切割人機界面，將切割參數設置、軸摩擦力調整及I/O監控等界面以圖形化、數字化等形式顯示在示教器上，界面十分友好，便于使用人員對系統進行狀態監控和操作。